汽车概论车身

*,研究总院先期技术研究所,2012.02.06,概 述,-,车身,1,、前言,2,、车型及车身分类,3,、车身构造,4,、车身件号命名规则,5,、白车身材料,6,、车身试验,7,、车身设计需要考虑的因素,目录,1,.,前言,车身主要包括,BIW,、闭合件和内外饰件,零件数量占整车一半以上,是汽车的骨架,在整车结构中发挥着承上启下的作用,;,承载式车身是一切总装件、发动机、底盘机构、电器元件的载体，是汽车乘坐安全性和舒适性的保障；,车身既影响整车外观,又影响整车性能,是汽车的重要组成部分。,实践一再表明：整车生产能力的发展取决于车身的生产能力；汽车的更新换代在很大程度上也决定于车身。凡此等等都足以说明，汽车工业发展到今天成为重要的支柱产业，而重中之重则非车身莫属。,车身造型,车身结构,车身设计,车身制造工艺学,汽车人机工程学,汽车空气动力学,车身,CAD/CAM/CAE,车身专业课程：,车型分类,大客车,越野车,(SUV),货车,面包车,MPV,轿车,2,.,车型及车身分类,2.1,车型分类,根据汽车的用途的不同，汽车主要可分为六大类：,其他的分法，如轿车根据车身形状可以分为三厢、两厢和两厢半；根据排量不同又可分为微车,(0.6-1),、经济型车,(1.3-1.5),、中级车,(1.6-1.8),、中高级车,(2.0-2.8),、豪华轿车,(3.0-4.2),和超豪华轿车,(6.0),等。卡车又根据载重能力不同可分为微卡,(10t),等。,2.2,车身结构分类,从结构和设计观点，按车身承载力的不同，车身可分为三类：,承载式车身,:,其结构特点是,没有车架,，车体和车架溶为一体，底盘和发动机安装在车身上；整车结构紧凑、底盘低，如轿车；,非承载式车身,:,其结构特点是有,独立的车体和车架,，车体与车架之间通过螺栓连接，车体可以拆卸；整车结构大、底盘高，如卡车和大客车；,半承载式车身：,其结构特点介于承载式车身和非承载式车身之间，汽车有部分车架，且车体与车架之间通过焊接的方式连接，车体不可拆卸；整车结构大小和底盘高度介于轿车和客车之间，如面包车。,2,.,车型及车身分类,3.1,车身构成分类,车体：由冲压件焊接方式连接，不可以拆卸的车身部分，如地板、侧围等；,闭合件：由冲压件装配方式连接，可以拆卸的车身部分，如车门等。,内外饰：由塑料、橡胶件通过装配方式连接的，可以拆卸的一些总装散件和功能件，如保险杠、仪表板、座椅、后视镜、洗涤器等。,3,.,车身结构,车体,内外饰,闭合件,3.2,车体构成,车体一般由冲压件焊接而成，在结构上可分为以下几个大的总成：,A,顶盖总成,B,侧围总成,C,发动机舱总成,D,前地板总成,E,后地板总成,A,C,B,D,E,3,.,车身结构,下车体,上车体,3.2,车体构成,从焊接工艺角度考虑，车体又可分为以下两个大类：,上车体（,Upper Body,）：包括顶盖总成和侧围总成,下车体（,Under Body,）：包括发动机仓总成、前地板总成和后地板总成,3,.,车身结构,3.3,闭合件构成,由冲压件构成，通过铰链、螺栓方式连接的，可以拆卸的车身部分；这些零件的特点是属于外覆盖件，表面质量要求高，主要包括以下部分：,前后车门总成,前罩总成,行李箱总成,翼子板总成,3,.,车身结构,1,、保险杠总成；,2,、仪表台板总成（,IP,）；,3,、前后门板内饰总成；,4,、控制箱总成；,5,、顶盖内衬；,6,、地毯总成；,7,、立柱、门槛内饰总成；,8,、消音隔热系统；,3.4,内外饰构成,由塑料、橡胶件构成，通过装配方式连接的，可拆卸的车身部分，内外饰主要用途是满足车身外观和乘座舒适性等功能的需要，主要包括以下几个总成：,3,.,车身结构,3.6,按零件大小划分,在工艺上和质量管理上，由于零件的大小不同，该零件的模具制作成本、制作周期和零件的质量要求不同，常根据零部件的大小来对零件进行分类，见下表。,类型,模具制作周期,成本,质量要求,制造难度,制造商,大型外覆盖件,长,高,高,大,国外,大型内覆盖件,长,高,高,较大,国外或者台湾,中型结构件,较长,高,高,较大,国内著名厂家,小型结构件,短,低,较高,低,一般供应商自制,3,.,车身结构,BIW,大型外覆盖件,大型内覆盖件,中型结构件,小型结构件,3.6,按零件大小划分,3,.,车身结构,4.1,白车身件号命名规则,工程化时需要将部件和零件按照它们所属的装配关系变成,“,组,”,及其下属的,“,分组,”,号码，每个零部件及其图样都给定一个编号，以便于对全部图样进行管理，参见,QC/T 265-2004 ,汽车零部件编号规则,。,白车身编号,侧围,5401000-x01,5402000-x01,顶盖,5701000-x01,发动机仓总成,5302000-x01,前地板总成,5102000-x01,后地板总成,5104000-x01,行李箱总成,6301000-x01,前罩总成,8408100-x01,后门车总成,6211000-x01,6212000-x01,前车门总成,6111000-x01,6112000-x01,4,.,车身件号命名规则,4.2,内外饰件号命名规则,侧围内饰,5401xxx-x01 5402xxx-x01,顶盖内饰,5702xxx-x01,发动机仓内饰,5305xxx-x01,5304xxx-x01,前地板内饰,5108xxx-x01,后地板,&,行李箱内饰,5109xxx-x01,前罩内饰,5014xxx-x01,后门车内饰,6202xxx-x01,前车门内饰,6102xxx-x01,前后保险杠,2803xxx-x01,2804xxx-x01,4,.,车身件号命名规则,内外饰编号,5.1,材料的类型,根据材料化学成分和,加工工艺,的不同,冷轧钢板,：白车身的绝大部分材料采用冷轧钢板。冷轧钢板的延伸率范围较广,(28%-42%),，抗拉强度从,250-270MPa,不等，适用于车身内外蒙皮和各种结构件。,热轧钢板,：车用热轧钢板延伸率范围从,27%-39%,不等，抗拉强度从,270-440MPa,不等。与冷轧钢板相比，热轧钢板材料,价格低、强度高、但表面质量较差,，适用于厚度在,1.8mm,以上的结构件和支架等。,镀锌钢板,：其基材为普通冷轧钢板或者高强度板，基本力学性能与基材相同；镀锌钢板主要特点是用于,防锈蚀,，缺点是可焊接性能较普通钢板差，对模具质量要求很高，并且材料,价格高于普通钢板,，主要运用于车身外观件、易磨损件（与运动机构相连接）、涂装难以达到的件（注：高档轿车采用镀锌钢板比例大些）。,5,.,白车身材料,高强钢板,：,其强度高于普通钢板，但延伸率低于普通钢板，采用高强度钢板可减轻车身重量。主要用于车身上受力较大的结构和与安全相关的结构中，如车身前后碰撞横梁、,Door Beam,、发动机仓边梁和一些车身连接板、安装板和加强件等。由于高强度钢板材料比较贵，且对模具的使用寿命有影响，所以经济型车采用高强度钢板较少。,采用高强度钢板可提高车身安全性和外覆盖件的抗凹陷性，但高强度钢板因材料强度增加、力学性能下降，更易产生,破裂、尺寸和形状精度不良,的倾向。易发生破裂的主要原因是总延伸率、,r,值和,n,值低的缘故。尺寸、形状精度不良主要是屈服和拉深强度高，在冲压成形后的残余应力和回弹大等原因造成的。,5,.,白车身材料,高强钢板的定义,：,5,.,白车身材料,高强钢：,550MPaTS210MPa,超高强钢：,TS550MPa,B steel,内板,外板,白车身，悬挂件,辊压成形,常规冲压,热成形,1,2,3,4,TWIP,按照屈服强度,（,YS,）定义,激光拼焊钢板,：,是由不同厚度的两块或两块以上钢板，采用激光焊接在一起,然后进行冲压成形。其特点主要是同一个零件有不同厚度，由于激光拼焊钢板材料较贵，对模具要求很高，所以经济型车一般不采用。,由拼焊板生产的汽车车身零部件,5,.,白车身材料,激光拼焊钢板,：,案例：,由拼焊板生产的门内板无铰链加强板，可实现轻量化。,5,.,白车身材料,拼焊板（,1,件）,传统的门内板总成设计（,2,件）,控制拼焊线的移动是关键,5.2,材料的规格,根据材料化学成分和,加工工艺,的不同，可分为不同的规格（以宝钢材料为例）：,冷连轧低碳钢板,：,DC01(,一般用途,),、,DC03,（冲压用）、,DC04,（深冲压）、,DC05,（特深冲压）、,DC06,（超深冲压）,冲压用冷连轧钢板,：,BLC(,一般用途,),、,BLD,（冲压用）、,BUSD,（深冲压）、,BUFD,（特深冲压）、,BSUFD,（超深冲压）,热连轧钢板,：,SPHC(,一般用途,),、,SPHD,（冲压用）、,SPHE,（深冲压）,热镀锌钢板,:,DC51D+Z(,一般用途,),、,DC52D+Z,（冲压用）、,DC53D+Z,（深冲压）、,DC54D+Z,（特深冲压）、,DC56D+Z,（超深冲压）,电镀锌钢板,:,BLCE+Z(,一般用途,),、,BLDE+Z,（冲压用）、,BUSDE+Z,（深冲压）、,BUFDE+Z,（特深冲压）、,BSUFDE+Z,（超深冲压）,高强度钢板,：,B170P1,（冲压用）、,B210P1(,一般用途,),、,B250P1,（结构用）、,B180P2(,一般用途,),、,B220P2,（结构用）,5,.,白车身材料,5.3,材料的选用原则,材料强度特性的选用原则：,材料的选择首先要满足零件的强度要求，而材料的强度和延伸率又是相对应的，强度越好，延伸率越低，延伸率太低又会造成零件成型困难，所以在选用材料时要综合考虑零件对强度和延伸率的要求。对厚度超过,1.8mm,的零件建议尽量用热轧板等，这样能提高零件的强度。,材料外观特性的选用原则：,a,）外观件,：选用表面质量较高的材料，如侧围、翼子板、车门外板等。,b,）内部结构件,：选用表面质量比较低材料，如前后地板、车门内板、侧围内板以及其他的一些结构件。,材料尺寸的选用原则,：,材料的厚度选用要根据零件的性能要求而定，太薄不能满足强度要求，太厚又增加了成本和车身重量，所以料厚选取一定要适中。另外热轧板厚度误差比较大，选材料前要考虑好材料的偏差走向。,5,.,白车身材料,5.4,材料选用举例,大型外观覆盖件材料的选用,大型外观覆盖件主要包括侧围外蒙皮、车门外蒙皮、翼子板、前罩板外板和顶盖等，这类零件外形尺寸大、形状复杂、外观质量要求高（除顶盖外均为,A,级面），一般选用拉延性能比较好的冷轧薄钢板。面包车以及微型轿车等低档车，一般选用,DC04,冷轧钢板，如果形状特别复杂（比如侧围，顶盖等）可以选用拉延性能更好的,DC06,冷轧钢板，对于中档以上轿车或者部分经济型轿车，大型外覆盖件（除顶盖外）一般选用防腐蚀性能良好的镀锌钢板（例如前车门）。,侧围外蒙皮（,DC06,t=0.8,）,前门外蒙皮（,BUSDE+Z(t=0.75,0/35),）,5,.,白车身材料,5.4,材料选用举例,大型内覆盖件材料的选用,大型内覆盖件主要指侧围内蒙皮、前地板、后地板、前壁板及车门内蒙皮等，这类零件外形尺寸大，形状复杂，但零件表面质量要求不高，一般采用延展性比较好的材料，如,DC04,，,DC06,等。,后地板（,DC06,t=0.8,）,前璧板（,DC04,t=0.8,）,5,.,白车身材料,5.4,材料选用举例,中小型结构件材料的选用。,这类零件一般外型较小，形状较简单，属于受力件，尽量采用强度较高的材料，如,DC01,等，如果形状复杂可采用,DC03,，或者,DC04,等。,换档加强件（,DC03,）,前侧梁加长段加强件（,DC03,）,螺母板及各种支架材料的选用。,由于白车身的支架受力较大，一般选用强度较高、材料比较厚的冷轧钢板或者热轧板。,后排座椅安全带安装加强件（,SPHC,）,备胎安装支架（,DC01,）,油箱后支架（,SPHC,）,5,.,白车身材料,特殊结构件材料的选用,为了满足碰撞法规，车身某些部位需要采用高强度钢板，如轿车的前后